专利名称：二氧化钛浆料喷涂装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能电池板的制备装置，尤其涉及一种适用于染料敏化太阳能电池的二氧化钛薄膜层的制备装置。
背景技术：
随着全球能源紧缺及环境污染问题的日趋严重，太阳能的有效开发和利用已成为目前热门的课题，硅太阳能电池的使用虽然比较成熟，但因其制备工艺复杂，价格昂贵，因此无法得到大规模的普及应用，上世纪90年代出现的染料敏化太阳能电池 (Dye-sensitized solar cell, DSC)，是一种基于植物叶绿素光合作用原理研制的太阳能电池，其原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势， 同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义，因此引起了人们的广泛关注，是下一代太阳能电池的有力竞争者， DSC是一种使用宽禁带半导体材料的太阳能电池，宽禁带半导体有较高的热力学稳定性和光化学稳定性，不过本身捕获太阳光的能力非常差，但将适当的染料吸附到半导体表面上， 借助于染料对可见光的强吸收，可以将半导体的光谱响应拓宽到可见光区，这种现象称为半导体的敏化作用，而载有染料的半导体称为染料敏化半导体电极。染料敏化太阳能电池的主要结构包括光阳极、电解质及对电极，其中，光阳极是在导电基板上制备氧化钛、氧化锌等薄膜形成，光阳极起着吸附染料、分离电荷和收集光电子等作用，光阳极的制备通常采用丝网印刷方法，将半导体浆料涂布在导电基板上，再经高温烧结以获得半导体薄膜，对电极是在导电基板上制备无机绝缘层，并印刷钼电极，然后进行烧结得到，最后将光阳极和对电极进行对接、灌注电解质、封装，进而得到完整的染料敏化太阳能电池；当太阳光照射到电池上时，染料分子吸收光能被激发，激发态电子不稳定，快速注入到二氧化钛(TiO2)导带中，再通过多孔的TiO2薄膜传输到光阳极，从外电路通过负载传输到对电极，同时失去电子的氧化态染料分子很快被还原，实现了电荷分离；电解质中的氧化还原电对(Ι37Γ)将空穴传输到对电极，与电子复合，从而完成一个循环，由此看出， TiO2薄膜是DSC的重要组成部分之一，它是由纳米尺寸的TiA粒子互相连接而成的具有三维网络的多孔结构，TiO2粒子排布结构合理，连接性良好，有助于电子的传导，从而可以大大提高染料敏化太阳能电池的光电转化效率。但现有对染料敏化太阳能电池的TiA薄膜制备所采用的丝网印刷方法，由于对半导体浆料的粘度要求很高，通常不能一次成膜，需要反复的印刷数次，二氧化钛薄膜的制备速度相对较慢，形成的二氧化钛膜层相对较厚，且二氧化钛膜层不够均勻，直接导致染料敏化太阳能电池转换效率较低。因此，急需一种制备速度快、生成的二氧化钛膜层均勻、能有效提高染料敏化电池的转换效率的制备装置
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种制备速度快、生成的二氧化钛膜层均勻、能有效提高染料敏化电池的转换效率的制备装置。为实现上述目的，本实用新型的技术方案为提供一种二氧化钛浆料喷涂装置，适用于染料敏化太阳能电池的二氧化钛薄膜层的制备，所述二氧化钛浆料喷涂装置包括供料单元、喷涂单元、输送单元及控制单元，所述供料单元与所述喷涂单元连接，用于为所述喷涂单元提供二氧化钛浆料，所述输送单元设置于所述喷涂单元的下方，用于输送玻璃基板， 所述供料单元、喷涂单元及输送单元均与所述控制单元连接，其中，所述喷涂单元包括喷头及喷嘴，所述喷嘴设置于所述喷头的一端面上，且正对所述玻璃基板，用于将所述二氧化钛浆料喷涂于所述玻璃基板上。较佳地，所述喷嘴至少为一个，所述喷嘴均勻地布置于所述喷头的一端面上，更具体地，所述喷头与所述玻璃基板之间的距离小于1.00毫米。较佳地，所述喷嘴的开口为8. 00X0. 10毫米，误差范围为士0. 02毫米。较佳地，所述供料单元包括研磨子单元及搅拌子单元，所述研磨子单元与所述搅拌子单元连接，所述搅拌子单元与所述喷涂单元连接，研磨子单元和搅拌子单元分别用于对二氧化钛原料进行研磨和搅拌，以得到所需的二氧化钛浆料。较佳地，所述输送单元包括输入子单元及输出子单元，所述输入子单元连接于所述喷涂单元的输入端，用于输入玻璃基板，所述输出子单元连接于所述喷涂单元的输出端， 用于将喷涂后的玻璃基板输出。与现有技术相比，由于本实用新型的二氧化钛浆料喷涂装置，其包括供料单元、喷涂单元、输送单元及控制单元，所述供料单元与所述喷涂单元连接，用于为所述喷涂单元提供二氧化钛浆料，所述输送单元设置于所述喷涂单元的下方，用于输送玻璃基板，所述供料单元、喷涂单元及输送单元均与所述控制单元连接，其中，所述喷涂单元包括喷头及喷嘴， 所述喷嘴设置于所述喷头的一端面上，且正对所述玻璃基板，用于将所述二氧化钛浆料喷涂于所述玻璃基板上；采用喷涂方法来制备二氧化钛膜层，替代现有技术中的丝网印刷技术，使喷涂效率大为提高，同时使制得的二氧化钛膜层更均勻，能有效提高染料敏化电池的转换效率；且能根据实际需要改变和设计喷嘴的数量，并能在喷涂过程中，分段执行喷涂工艺，以得到所需的图案化的二氧化钛膜层，使得生产的灵活性更高，实用性更强。
图1是本实用新型喷涂设备的原理框图。图2是本实用新型喷涂设备的具体实施例的原理框图。图3是图1中喷涂单元的结构示意图。图4是喷涂后形成二氧化钛膜层的玻璃基板的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如图1-图3所示，本实用新型二氧化钛浆料喷涂装置包括控制单元100、供料单元 200、喷涂单元300及输送单元400，所述供料单元200与所述喷涂单元300连接，用于为所述喷涂单元300提供二氧化钛浆料，所述输送单元400设置于所述喷涂单元300的下方，用于输送玻璃基板，所述供料单元200、喷涂单元300及输送单元400均与所述控制单元100 连接，其中，供料单元200包括研磨子单元201及搅拌子单元202，所述研磨子单元201与所述搅拌子单元202连接，所述搅拌子单元202与所述喷涂单元300连接，研磨子单元201用于研磨二氧化钛原料，而搅拌子单元202用于对研磨后的二氧化钛原料进行搅拌，以形成所需的二氧化钛浆料，以供喷涂工艺使用；所述输送单元400包括输入子单元401及输出子单元402，所述输入子单元401连接于所述喷涂单元300的输入端，用于输入玻璃基板，所述输出子单元402连接于所述喷涂单元300的输出端，用于将喷涂后的玻璃基板输出；所述喷涂单元300包括喷头301及喷嘴302，所述喷嘴302设置于所述喷头301的一端面上，且正对所述玻璃基板，所述喷头301与所述玻璃基板之间的距离在1. 00毫米以下；喷嘴302可设计为一个，也可设计为多个，设计为多个时；为多个时，所述喷嘴302均勻地布置于所述喷头301的一端面上，用于将所述二氧化钛浆料喷涂于所述玻璃基板上，优选地，所述喷嘴的开口为8. 00X0. 10毫米，具体地，所述喷嘴的长度为8. 00毫米，所述喷嘴的宽度为0. 10 毫米，误差范围为士0. 02毫米；为提高喷涂的效率，可在喷头301上增加喷嘴302的数量， 增加的喷嘴302可设置在高度方向上，也可设置在长度方向上，还可在高度及长度方向上都增加。使用本实用新型二氧化钛浆料喷涂装置来制备二氧化钛膜层的喷涂方法，包括如下步骤(1)将二氧化钛原料送入供料单元的研磨子单元，对所述二氧化钛原料进行磨料处理；(2)将所述经磨料处理后的二氧化钛原料输送到搅拌子单元，进行搅拌以得到二氧化钛浆料；(3)控制输送单元的输入子单元将玻璃基板输送到指定位置；(4)开启喷涂单元，通过喷嘴将所述二氧化钛浆料喷涂到玻璃基板上，以形成图案化的二氧化钛膜层；(5)控制输送单元的输出子单元将所述喷涂后的玻璃基板输出。如图4所示，利用本实用新型喷涂装置对玻璃基板进行喷涂后，得到具有图案化的二氧化钛膜层501的玻璃基板500，为在玻璃基板500上得到更多的图案化的二氧化钛膜层501，在上述喷涂过程中还包括在所述玻璃基板500上进行多次喷涂的步骤，并可在所述玻璃基板500上分段执行喷涂工艺；同时，为提高喷涂的效率，还可在喷头301上增加喷嘴302的数量，增加的喷嘴302可设置于高度方向上，也可设置于长度方向上，还可在高度及长度方向上都设置；进一步地，为使得到的二氧化钛膜层满足生产的要求，在喷涂过程中的喷涂压力优选为0. 12kg/cm2 ；且在喷涂完成后还进一步包括对所述喷涂后的玻璃基板上的二氧化钛膜层进行高温处理的步骤。由于本实用新型的二氧化钛浆料喷涂装置包括控制单元100、供料单元200、喷涂单元300及输送单元400，所述供料单元200与所述喷涂单元300连接，用于为所述喷涂单元300提供二氧化钛浆料，所述输送单元400设置于所述喷涂单元300的下方，用于输送玻璃基板，所述供料单元200、喷涂单元300及输送单元400均与所述控制单元100连接，其中，所述喷涂单元300包括喷头301及喷嘴302，所述喷嘴302设置于所述喷头301的一端面上，且正对所述玻璃基板，用于将所述二氧化钛浆料喷涂于所述玻璃基板上；采用喷涂方法来制备二氧化钛膜层，替代现有技术中的丝网印刷技术，使喷涂效率大为提高，同时使制得的二氧化钛膜层更均勻，能有效提高染料敏化电池的转换效率；且能根据实际需要改变和设计喷嘴302的数量，并能在喷涂过程中，分段执行喷涂工艺，以得到所需的图案化二氧化钛膜层，使得生产的灵活性更高，实用性更强。本实用新型二氧化钛浆料喷涂装置并不限于在制备染料敏化太阳能电池的二氧化钛薄膜层中使用，还可根据实际需要，用于相类似的其他膜层的制备中。本实用新型二氧化钛浆料喷涂装置的输送单元及供料单元的设计和连接安装方式等等均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种二氧化钛浆料喷涂装置，适用于染料敏化太阳能电池的二氧化钛薄膜层的制备，其特征在于所述二氧化钛浆料喷涂装置包括供料单元、喷涂单元、输送单元及控制单元，所述供料单元与所述喷涂单元连接，用于为所述喷涂单元提供二氧化钛浆料，所述输送单元设置于所述喷涂单元的下方，用于输送玻璃基板，所述供料单元、喷涂单元及输送单元均与所述控制单元连接，其中所述喷涂单元包括喷头及喷嘴，所述喷嘴设置于所述喷头的一端面上，且正对所述玻璃基板，用于将所述二氧化钛浆料喷涂于所述玻璃基板上。
2.如权利要求1所述的二氧化钛浆料喷涂装置，其特征在于所述喷嘴至少为一个，所述喷嘴均勻地布置于所述喷头的一端面上。
3.如权利要求2所述的二氧化钛浆料喷涂装置，其特征在于所述喷嘴的开口为 8. 00X0. 10毫米，误差范围为士0. 02毫米。
4.如权利要求1所述的二氧化钛浆料喷涂装置，其特征在于所述喷头与所述玻璃基板之间的距离小于1.00毫米。
5.如权利要求1所述的二氧化钛浆料喷涂装置，其特征在于所述供料单元包括研磨子单元及搅拌子单元，所述研磨子单元与所述搅拌子单元连接，所述搅拌子单元与所述喷涂单元连接。
6.如权利要求5所述的二氧化钛浆料喷涂装置，其特征在于所述输送单元包括输入子单元及输出子单元，所述输入子单元连接于所述喷涂单元的输入端，用于输入玻璃基板， 所述输出子单元连接于所述喷涂单元的输出端，用于将喷涂后的玻璃基板输出。
专利摘要本实用新型公开了一种二氧化钛浆料喷涂装置，其包括与控制单元连接的供料单元、喷涂单元及输送单元，供料单元与喷涂单元连接，用于提供二氧化钛浆料，输送单元设置于喷涂单元的下方，用于输送玻璃基板，其中，喷涂单元包括喷头及喷嘴，喷嘴设置于喷头的一端面上且正对玻璃基板，用于将二氧化钛浆料喷涂于玻璃基板上；采用喷涂方法来制备二氧化钛膜层，替代现有技术中的丝网印刷技术，使喷涂效率大为提高，同时使制得的二氧化钛膜层更均匀，能有效提高染料敏化电池的转换效率；且能根据实际需要改变和设计喷嘴的数量，并能在喷涂过程中，分段执行喷涂工艺，以得到所需的图案化的二氧化钛膜层，使得生产的灵活性更高，实用性更强。
文档编号C03C17/23GK202022853SQ201120052599
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者孙满龙, 杨明生, 王勇, 谭国良, 赵伟明, 陈泽强 申请人:东莞宏威数码机械有限公司, 东莞有机发光显示产业技术研究院